MECANISMOS Y SISTEMAS DE AERONAVES

MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS
MECANISMOS Y SISTEMAS DE AERONAVES
Trabajo Práctico - Rodadura y Rozamiento por deslizamiento – 2016
Ejercicio Nº1
1,1m
2,8m
Para el vehículo de remolque de aeronaves (pushback tractor) de la figura, se presenta la siguiente
información:
⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎 = 150𝑘𝑔
⃗⃗⃗⃗⃗
𝑊 = 35000𝑘𝑔
𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 1,5𝑚: 𝐷𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 = 0,18𝑚
𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,75
Los datos de la aeronave son:
⃗⃗⃗⃗⃗ (se desprecian las masas de las ruedas de la aeronave)
𝑊𝑎𝑒𝑟𝑜𝑛𝑎𝑣𝑒 = 110000𝑘𝑔
𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,8𝑚 (se consideran que todas las ruedas son iguales)
𝐷𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,15𝑚
𝑓𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,08;
u= 0,02
𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,7
Teniendo en cuenta las siguientes dos condiciones de trabajo conocidas:
V [km/h]
P [HP]
Condición 1
3,0 (cte)
82,52
Condición 2
4,5(cte)
123,82
Determinar el coeficiente de roce en los bujes (f) y el parámetro de rodadura (u) del tractor para la
condición de rodadura y no deslizamiento.
Se considera que f presenta el mismo valor en los cuatro bujes, al igual que u es el mismo para las
cuatro ruedas. Despreciar las pérdidas en las ruedas de la barra de tiro.
Ejercicio Nº2
2,3m
2,4m
5,6m
⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 420𝑘𝑔
⃗⃗⃗⃗⃗ ; 𝑊𝑐/𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎 = 80𝑘𝑔
⃗⃗⃗⃗⃗ (4 ruedas en eje trasero y 2 en delantero)
𝑊 = 13500𝑘𝑔
𝐷𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 1,05𝑚: 𝐷𝑏𝑢𝑗𝑒𝑠 = 0,1𝑚
𝑢 = 0,02𝑚; 𝑓𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑢𝑒𝑑𝑎𝑠 = 0,1
𝑓𝑛𝑒𝑢𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠−𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0,7
Para el ómnibus de la figura, se desea conocer la potencia del motor para cada una de las siguientes
condiciones. (Tomar como hipótesis la condición de rodadura sin deslizamiento y que se desprecian
las pérdidas de potencia por resistencia aerodinámica:
a- El vehículo se desplaza por un estacionamiento a una velocidad constante de 5km/h.
b- Saliendo del estacionamiento y entrando a una ruta (v=5km/h; a=0,7m/s).
c- Subiendo una pendiente de 15° a una velocidad constante de 10km/h (considerar para este inciso
que W disminuye a 10000kgf).
Ejercicio Nº3
Sea un carro formado por una estructura de acero que se apoya a través de cuatro ruedas sobre dos
rieles de acero. Las ruedas y los dos ejes de que las unen son de acero. El peso total de la estructura es
de 11.000N y lleva una carga de 10.000N ubicada en la mitad de la distancia longitudinal L1 del carro.
Las ruedas pesan 1.500N cada una y cada eje 1.200N. El parámetro de rodadura “u” vale 0.5 mm. El
coeficiente de rozamiento por fricción acero-acero es µaa=0,15. El radio de las ruedas es r=0,2m. El
diámetro interno de los bujes de bronce que alojan los dos ejes de las cuatro ruedas es de 0,04 m, y el
coeficiente de fricción entre bronce y acero vale µba=0,1(engrasado). La condición de diseño es para
V=cte=0,5m/s. φ Polea = 0.3m.
Calcular la potencia y el par necesarios en el motor para tirar del carro para la condición de solo
rodadura y no deslizamiento sobre los rieles. Considerar deslizamiento y rodadura donde corresponda.
Estructura
Ejercicio Nº4
Eje delantero del
carro 1
Eje delantero del
carro 2
V
𝐹1
𝐹2
En una grúa pluma similar al de la imagen se desplazan 2 (dos) carros sobre los rieles de acero, Cada
carro es accionado por un motor eléctrico que tracciona las ruedas delanteras. Las ruedas delanteras y
traseras de los dos carros son de acero, y giran alrededor de bujes de bronce. El coeficiente de fricción
entre el acero y el bronce es de 0,1 cuando se encuentra engrasado, y de 0,18 cuando se encuentra sin
buena lubricación.
Datos:
- Peso del carro 1 = 45000 N
- Peso del carro 2 = 50000 N
- Peso de cada rueda de acero = 500 N
- Peso del malacate = 5000 N
- Coeficiente de fricción (riel-ruedas) acero-acero (faa) = 0,15
- Radio de las ruedas = 0,20 m
- Parámetro de rodadura de las ruedas de los carros sobre los rieles del puente grúa = 0,1 mm
- Diámetro de los bujes de las ruedas = 0,03 m
- Velocidad de desplazamiento de los carros = 45 m/min
a) Calcular la potencia que debería tener cada motor eléctrico que mueven los carros, para la condición
normal de funcionamiento y la peor condición (mala lubricación en los bujes). Considerar que el carro
1 traslada una carga de 100.000 N y el carro 2 traslada una carga de 80.000 N.
b) Dada una potencia del motor para el carro 1 (P1=30HP) y otra para el motor del carro 2 (P2=33HP),
determinar la carga máxima que pueden transportar los carros a la misma velocidad. Utilizar condición
normal de lubricación para los bujes.